祿豐三中-楊應才-化學《化學反應的速率和限度》.ppt
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第三節(jié)《化學反應的速率和限度》,祿豐三中楊應才,教學目標,知識與技能1．理解化學反應速率的概念和影響的外界條件。2．能設計并完成一些化學實驗。３．理解可逆反應、化學反應平衡的概念，化學反應限度的本質(zhì)原因及外部特征。４．學習實驗研究的方法，能設計并完成一些化學實驗。通過實驗探究響形成化學反應平衡的概念及化學反應限度的概念教學重點：化學反應速率概念；了解影響化學反應速率的因素。化學反應速率概念；了解影響化學反應速率的因素。教學難點：影響化學反應速率的因素?；瘜W反應限度的本質(zhì)原因及外部特征。,化學反應有快有慢：,思考與交流,你了解以上反應進行的快慢嗎？,●炸藥爆炸,●金屬銹蝕,●食物腐敗,●離子反應,●塑料老化,●溶洞形成,快,快,慢,慢,慢,慢,化學反應的快慢是相對的！,定義：,化學反應速率用單位時間（如每秒，每分，每小時）內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示。,計算式:,一、化學反應速率,(物質(zhì)的量濃度),例1：,在某一化學反應里，反應物A的濃度在10s內(nèi)從4.0mol/L變成1.0mol/L。在這10s內(nèi)A的化學反應速率為多少？,=,＝0.3mol/(L?s),注意：這里的反應速率指10s內(nèi)的平均速率！,練習鞏固,=0.3mol/(Ls),v(NH3)=,=,例題：反應4NH3+5O24NO+6H2O在5升的密閉容器中進行，30秒后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，此反應的平均反應速率用NO來表示為多少？,問題1：若用O2的濃度變化來表示此反應速率是多少？若用NH3來表示呢?,問題2：此反應化學反應速率用不同物質(zhì)表示為什么數(shù)值不同？數(shù)值上有何規(guī)律？,v(NO)=0.002mol/Ls,v(O2)=0.0025mol/Ls,v(NH3)=0.002mol/Ls,化學反應速率的特點—,①同一反應，可用不同物質(zhì)在單位時間內(nèi)濃度的變化來表示，但必須指明是用哪種反應物或哪種生成物來表示。②用不同物質(zhì)在單位時間內(nèi)濃度變化表示時，速率比等于方程式中的系數(shù)比③均取正值，且是某一段時間內(nèi)的平均速率。,練習,向一個容積為1L的密閉容器中放入2moLSO2和1moLO2,在一定條件下反應,2S末,測得容器內(nèi)有0.8moLSO2,求2S內(nèi)SO2,O2,SO3的反應速率和反應速率比.,練習2,在一定條件下，mA+nB=pC的反應中，各物質(zhì)的化學反應速率為V(A)=amolL-1s-1,V(B)=a/2molL-1s-1,V(C)=amolL-1s-1,則該反應的化學方程式是。,2A+B=2C,練習,則該反應速率的快慢順序為:,反應A+3B=2C+2D在四種不同條件下的反應速率為：,(1)ν(A)=0.3mol/(Ls),(2)ν(B)=0.6mol/(Ls),(3)ν(C)=0.4mol/(Ls),(4)ν(D)=0.45mol/(Ls),,(1)>(4)>(2)=(3),,反思:比較反應的快慢,應取同一參照物,在相同條件下,等質(zhì)量(金屬顆粒大小相同)的下列金屬與足量1mol/L鹽酸反應時,速率最快的是A鎂B鋁C鈉D鐵,二、影響化學反應速率的因素,化學反應速率是由反應物的性質(zhì)決定的;內(nèi)因是主要因素,外因因素:,實驗2－5,產(chǎn)生氣泡速率增大，帶火星火柴復燃,升高溫度，反應速率增大,有氣泡冒出,產(chǎn)生氣泡速率減小,降低溫度，反應速率減小,規(guī)律：當其它條件不變時，升高溫度，化學反應速率增大。降低溫度，化學反應速率減小。實驗測得，溫度每升高10度，化學反應速率通常增大原來的2～4倍。注意：溫度對反應速率的影響不受反應物狀態(tài)的限制。,（1）溫度對化學反應速率的影響,實驗2－6,氣泡冒出速率增大,氣泡冒出速率增大,有氣泡冒出，較慢,MnO2能加快反應速率,FeCl3能加快反應速率,無催化劑反應較慢,外因因素:,規(guī)律：催化劑能改變化學反應的速率。有的催化劑能加快化學反應的速率，叫正催化劑；有的催化劑能減慢化學反應速率，叫負催化劑。在實踐中，如沒有特殊說明，凡說催化劑都是指正催化劑。催化劑中毒：催化劑的催化性能往往因接觸少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭破壞，這種現(xiàn)象叫催化劑中毒。催化劑只有在一定的溫度下才能最大限度的顯示其催化作用，不同的催化劑對溫度的要求不一樣。,（2）催化劑對化學反應速率的影響,,規(guī)律：當其它條件不變時，增大反應物的濃度，化學反應速率增大。減小反應物的濃度，化學反應速率減慢。,（3）濃度對化學反應速率的影響,規(guī)律：當其它條件不變時，增大固體反應物的表面積，化學反應速率增大。減小固體反應物的表面積，化學反應速率減慢。,（4）固體反應物的表面積對化學反應速率的影響,（5）其他條件對化學反應速率的影響,練習：1、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反應速率為0.12mol/(Ls)，則10s時，容器中B的物質(zhì)的量為。,3.2mol,某溫度時在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析：1、反應開始2min內(nèi)的X、Y、Z的化學反應速率2、該反應的化學方程式為：___________。,把鎂條投入到盛有鹽酸的敞口容器中,產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖,分析其原因:,為了研究碳酸鈣與稀鹽酸反應的反應速率，一位同學通過實驗測定反應中生成的CO2氣體體積隨反應時間變化的情況，繪制如圖曲線。請分析討論以下問題。,（1）在0～t1、t1～t2、t2～t3各相同的時間段里,反應速率最大的是__________時間段，收集到氣體最多的是_________時間段。,（2）試分析三個時間段里，反應速率不同的可能原因(該反應是放熱反應)。,（3）在t4后，為什么收集到的氣體的體積不再增加？,⑵開始時C(H+)大,該反應的反應速率大;t1—t2由于反應放熱溫度升高,所以速率迅速增大;最后是因為C(H+)減小了，反應速率減慢.,練習：在25℃時，向100mL含HCl14.6g的鹽酸中，放入5.6g鐵粉，反應進行到2s時收集到氫氣1.12L(標況)，之后反應又進行了4s，鐵粉全溶解。若不考慮體積變化，則：(1)前2s內(nèi)用FeCl2表示的平均反應速率為；(2)后4s內(nèi)用HCl表示的平均反應速率為；(3)前2s與后4s比較，反應速率較快，其原因可能。,0.25mol/Ls,0.25mol/Ls,前2s,前2s時段鹽酸濃度比后4s時段大,第二章化學反應與能量,第三節(jié)化學反應的速率和限度,思考？,我們知道在化學反應中，反應物之間是按照化學方程式中的系數(shù)比進行反應的，那么，在實際反應中，反應物能否按相應的計量關系完全轉(zhuǎn)化為生成物呢？,氯水是氯氣的水溶液，氯氣能與水反應，而且這是一個可逆反應。請大家回憶氯水中含有哪些微粒。,氯水的成份：分子：Cl2、HClO、H2O離子：H+、Cl-、ClO-等,什么叫做可逆反應？,在同一條件下,既向正反應方向進行,同時又向逆反應方向進行的反應.,典型的可逆反應有:,啟示:化學反應是有限度的，有些能進行地較徹底，有些反應是不徹底的，甚至是可逆的。,N2+H2NH3,,在一固定容積的密閉容器里，加1molN2和3molH2(合適催化劑)，能發(fā)生什么反應？,（1）開始時c(N2)、c(H2)大，c(NH3)=0,開始階段有什么特征？,只有正反應，v(逆)=0,N2+H2NH3,（2）瞬間后c(N2)、c(H2)變小,c(NH3)≠0,瞬間過后有什么特征？,,正逆反應都進行，v(逆)≠0，v(正)>v(逆),,（3）c(N2)、c(H2)逐漸變小，c(NH3)逐漸增大，三種物質(zhì)的濃度達到一個特定值。,一定時間段內(nèi)有什么特征？,v(正)=v(逆)≠0,N2+H2NH3,由于v(正)=v(逆)≠0，雖然正、逆反應都在進行，但各種物質(zhì)的百分含量、濃度都不會發(fā)生變化.,從外表上看，反應好象“停止”。,可逆反應的這種特殊狀態(tài)就是我們今天要研究的化學平衡狀態(tài)。,(1)0~t1：v(正)>v(逆),(2)t1：v(正)=v(逆),平衡狀態(tài),,交流與討論,1、定義,在一定條件下的可逆反應中，當正反應速率和逆反應速率相等，反應混合物中各組分的濃度保持不變的狀態(tài)。,前提（適用范圍）：可逆反應,內(nèi)在本質(zhì)：v(正)=v(逆)≠0,外在標志：反應混合物中各組分的濃度保持不變,二、化學平衡狀態(tài),,2、化學平衡狀態(tài)的特征,(３)動：動態(tài)平衡（v(正)=v(逆)≠0）,(2)等：v(正)=v(逆),(４)定：反應混合物中各組分的濃度保持定，各組分的含量保持不變。,(５)變：條件改變，原平衡被破壞，在新的條件下建立新的平衡。,(１)逆,,此條件下進行到什么時候達到了這個反應的限度?此時的反應是否停止了？此時為何3種物質(zhì)的濃度保持不變?,某溫度和壓強下的密閉容器中,2SO2+O22SO3,,練習可逆反應達到平衡的重要特征（）A.反應停止了B.正、逆反應速率都為零C.反應物和生成物的濃度相等D.正、逆反應的速率相等,D,對于可逆反應M＋NQ達到平衡狀態(tài)時，下列說法正確的是（）,A.M、N、Q三種物質(zhì)的濃度一定相等B.M、N全部變成了QC.M、N、Q的濃度都保持不變D.反應已經(jīng)停止,C,下列說法可以證明反應N2+3H22NH3已達平衡狀態(tài)的是()A.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵形成B.1個N≡N鍵斷裂的同時,有3個H－H鍵斷裂C.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵斷裂D.1個N≡N鍵斷裂的同時,有6個N－H鍵形成,A、C,隨堂練習,在一定溫度下,可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的標志是（）A.A的生成速率與C分解的速率相等B.單位時間內(nèi)生成nmolA,同時生3nmolBC.A、B、C的濃度不再變化D.A、B、C的分子數(shù)比為1:3:2,C,14CO2+CCO，達到化學平衡后，平衡混合物中含14C的粒子有。,14CO2、14C、14CO,3、化學平衡狀態(tài)的判定,對于可逆反應mA(g)nB(g)+pC(g)在一定條件下達到平衡狀態(tài)有以下幾個標志,(1)A的生成速率和分解速率相等,(2)單位時間生成nmolB和pmolC的同時，生成mmolA,（3）A、B、C的物質(zhì)的量不再改變,（4）A、B、C的濃度不再改變,（5）A、B、C的百分含量不再改變,練習:在密閉容器中充入4molHI,在一定溫度下,反應2HI(g)H2(g)+I2(g)達到平衡時,有30%的HI分解,則平衡時混合氣體中氫氣的物質(zhì)的量為多少,混合氣體總物質(zhì)的量為多少?,,化學平衡計算的一般步驟:“三步曲”,1.寫出有關平衡的化學方程式,2.找出各物質(zhì)的起始量轉(zhuǎn)化量平衡量,3根據(jù)已知條件列式,反應物的轉(zhuǎn)化率,在合成氨工業(yè)中,由amol氮氣,bmol氫氣混合反應達到平衡,有cmol氨氣生成,則氨氣在反應混合物中所占的體積分數(shù)為,c/(a+b-c)100%,定義：可逆反應中，舊化學平衡的破壞，新化學平衡建立過程叫做化學平衡的移動。,V正≠V逆,V正=V逆≠0,,條件改變,,平衡1不平衡平衡2,建立新平衡,破壞舊平衡,V正=V逆≠0,一定時間,影響化學平衡的條件一、化學平衡的移動,V正>V逆平衡向正反應方向移動,V正=V逆平衡不移動,V正
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